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升级   30.53% TA的每日心情 | 开心 2015-4-14 18:58 |
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签到天数: 4 天 [LV.2]偶尔看看I
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首先,你需了解蒙特卡洛(MC)的发源:马尔科夫链和与之相关的概率转移矩阵。5 l9 c7 P. p! O5 w
举一个简单的例子,一家钢琴店老板,他发现他前一个星期卖了1架钢琴,后一个星期就会卖2架,如果前一个星期卖了2架,后一个星期就会卖出0架,如果前一个星期卖出0架,后一个星期就会卖出1架,请问老板平均每星期进多少架钢琴比较合理?4 P% X& d6 ~8 X# T/ S( G
这里很明显看出0——>1——>2——>0这样变化的构建的矩阵就是这样的* \7 t# R9 h' u( H6 X
3维矩阵,每个维度和经度表示0、1、2这三种状态,按顺序来,矩阵内的值表示从维度的状态转移到经度的状态的概率. i1 d2 L+ ]. ]7 c; W% A, g) r* k
0 1 0
) J* c# p! p1 y! k% o( `2 H! k0 0 1 =A
) r9 f9 T# R: n. u1 0 0
3 |. N* A1 h. f* oA矩阵不停的自乘,如果发现n次后,A矩阵怎么自乘都不会变了,说明他是收敛的,这个问题就有解,把那个矩阵乘以状态向量就是合理的钢琴数。如果怎么乘都不收敛,那这个问题就是无解的。! p2 {' b1 u9 T9 ]# W
# I8 {# q+ ]6 d, v7 k7 [7 c
现在有一些分子摆在那里,让你预测分子最有可能的状态,也就是能量最稳定的状态。N个分子自由度是3N+2,而分子在空间中可能的坐标是无限的,所以你根本不可能构建出概率转移矩阵,得到数学上的确定解。所以MC方法来了,他保证分子状态转移的每一步都像能量稳定的状态跳跃。步骤是:
8 E& R+ P# i y% V" j0 E1)利用随机数生成初始分子状态坐标5 {" Q! `9 h& D
2)随意移动一个分子到一个新的随机坐标; `9 y0 E5 f- U2 S$ X7 g
3)看新旧坐标的能量变化,判断要不要跳到新坐标(这里的接受概率函数比较复杂,不细说) w9 N8 L2 q, I" ~$ y# u8 t
4)重复以上过程,直到总能量基本不变5 T8 h& f" Q4 T* z: h7 p: q! I
3 W5 u' Q; Z+ bMC方法演变出一系列方法,比如模拟退火,都是在其基础上的加强,都是寻找系统最优解的方法。关键是,这个最有解数学上是找不到的。过程都一样,就是接受概率函数和状态表达方法不一样而已。) V0 @2 n; } X
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